СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАБОЧЕГО ДИАМЕТРА АОРТЫ Российский патент 1999 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в кардиологии, физиологии, функциональной диагностике.

Функциональный (рабочий или фактический) диаметр аорты является важным клиническим и физиологическим показателем, по которому можно судить о сократимости левого желудочка и сердца в целом, максимальной скорости аортального выброса, а также наличии или отсутствии аортальных пороков, что важно знать при решении вопроса о протезировании клапанов аорты.

Известен способ определения рабочего диаметра аорты по Савицкому с помощью номограммы [1], учитывающей рост и массу тела. Однако, как подчеркивает сам автор, способ не всегда дает удовлетворительные результаты, особенно у женщин, а также у лиц с избыточной или недостаточной массой тела и у больных с отеками или с атеросклерозом аорты.

Известен эхокардиографический способ определения диаметра аорты при одновременном эхокардиографическом исследовании сердца, когда аортальные клапаны визуализируются в виде так называемой "коробочки", максимальный размер которой соответствует максимальному диаметру аорты [2].

К недостаткам указанного способа относится трудность эхолокации аортальных клапанов, в связи с чем точность способа во многом зависит от опыта исследователя. Поэтому осуществление способа удается только в 50% случаев.

Возможно определение рабочего диаметра аорты с помощью эхокардиографического способа определения рабочей площади аорты (S) по Гормену, описываемой уравнением:
S = V_ЛЖ•S_ЛЖ/V_a
где V_ЛЖ - средняя скорость кровотока в выходном отверстии левого желудочка (ЛЖ),
V_а - средняя скорость кровотока в аорте,
S_ЛЖ - площадь выходного отверстия ЛЖ [3].

К недостаткам способа относится его неточность, т.к. для расчета используются скоростные параметры, определяемые с помощью доплеровского эффекта, точность которого резко падает с увеличением скорости кровотока (феномен Найквиста). С другой стороны, точность определения площади выходного отверстия ЛЖ зависит от угла визуализации аортального отверстия, определяемого субъективно.

Кроме того, способы эхокардиографии, получившие наибольшее распространение, трудоемки, требуют специального дорогостоящего оборудования и высокой квалификации обслуживающего персонала. Исходя из вышеизложенного, была поставлена задача разработать простой и доступный способ определения рабочего диаметра аорты, который был бы осуществим в любой поликлинике на имеющемся оборудовании.

Для достижения результата в качестве исходных параметров сердца определяют ударный объем сердца (V_уд. в мл) и пульсовое артериальное давление (P_p мм рт. ст.), а расчет рабочего диаметра аорты ( D в см) выполняют по формуле

Теоретической предпосылкой способа является принятый в биофизике прием использования артериального давления в качестве высоты, на которую должен быть поднят вес ударного объема крови, чтобы определить ударную работу сердца, т. е. величина давления является эквивалентом расстояния, а в случае ударного объема сердца - высоты цилиндра, диаметр которого равен рабочему диаметру аорты. Учитывая, что изгнание крови осуществляется неравномерно, в качестве высоты цилиндра необходимо использовать среднюю величину пульсации давления, изолиния которой соответствует диастолическому давлению крови. Как известно, равнодействующая всех колебаний кровяного давления (P изгнания) составляет 1/3 пульсового давления (P_p) [1]. Исходя из этого, площадь аорты ( π •D•D/4 в см•см) может быть выражена уравнением:
π D•D•D/4 = V_уд/P_p•0,333•1,36,
где 1,36 - коэффициент перевода мм рт. ст. в см вод. ст.

Отсюда

Таким образом, предложенный способ работает в строгом соответствии с фундаментальными законами физики и математики и его точность зависит только от точности определения V_уд и P_p, измерение которых не требует высокой квалификации. По сравнению с наиболее близким аналогом предлагаемый способ свободен от аппаратурных погрешностей, привносимых в результате исследования.

Пример 1. Испытуемый Самотуга А.В. (муж.) Производят регистрацию реографических данных на приборе МТК-ЗО предприятия "Электроприбор" (Краснодар), определяют расстояние между измерительными электродами L = 38 см, базовое сопротивление Z = 24,84 Ом.

По кривой реограммы (РГ) измеряют максимальную скорость нарастания реографического сигнала = 1,913 Ом/с, а по кривой фонокардиограммы (ФКГ) - интервал времени между первым и вторым тонами сердца T = 0,328 с, после чего по формуле Кубичека:

где ρ - удельное электрическое сопротивление крови 49,303 Ом•см, определяют ударный объем сердца {4}:
V_уд = 49,303•38•38•1,913•0,328/24,84•24,84 = 72,40 (мл)
Одновременно определяют пульсовое артериальное давление по Короткову P_p = 43,5 мм рт.ст.. Вычисляют рабочий диаметр аорты по формуле

Пример 2. Тот же испытуемый Самотуга А.В. Производят измерение ударного объема крови по Фику, для чего с помощью метаболиметра "Метатест" (г. Киев) определяют минутное потребление кислорода Q = 265,7 мл, а также измеряют артериовенозную разницу кислорода ΔO₂ = 6,0% и частоту сердечных сокращений f = 61,0 в мин. Расчет ударного объема крови осуществляют по формуле
V_уд = Q•100/ ΔO₂•f = 72,60 (мл),
Одновременно с потреблением кислорода определяют пульсовое артериальное давление P_p = 41,8 мм рт. ст. с помощью автоматического прибора (Япония), использующего принцип осциллометрии, после чего рассчитывают рабочий диаметр аорты по формуле

Из приведенных примеров видно, что диаметр аорты зависит лишь от того, какие способы используются для определения V_уд и P_p.

Для доказательства работоспособности предложенного способа сравнили найденные диаметры аорты с известным расчетным способом Савицкого [1]. Для этого была набрана группа испытуемых из пяти мужчин и пяти женщин, у которых были определены рост и масса тела, а также необходимые физиологические данные для определения V_уд по Кубичеку и P_p с помощью автоматического прибора (Япония). Результаты расчетов V_уд и найденные данные сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, данные полученные по способу Савицкого и заявляемым способом, статистически достоверно не отличаются, что говорит о работоспособности предлагаемого способа.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый способ проще и доступнее, т.к. не требует специального и дорогостоящего оборудования и высокой квалификации врача.

Источники информации
1. Савицкий Н.Н. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики. Изд. 3-е, - Л.: Медицина, 1974, с 299-300.

2. Зарецкий В.В., Бобков В.В., Ольбинская Л.И. Клиническая эхокардиография. - М.: Медицина, 1979, с. 101-105.

3. Шиллер Н., Осипов М.А. Клиническая эхокардиография. - М.: 1993, 350 с.

4. Сидоренко Г.И., Савченко Н.Е., Полонецкий Л.З., и др. Реография. Импедансная плетизмография. - Минск: Беларусь, 1978, с 56 и 57.

Изобретение относится к медицине может быть использовано в кардиологии, физиологии, функциональной диагностике. Определяют ударный объем сердца и пульсовое артериальное давление. Рабочий диаметр аорты вычисляют по предложенной математической формуле. Разработан простой и доступный способ определения рабочего диаметра аорты, осуществимый в любой поликлинике на имеющемся оборудовании. 1 табл.

Способ определения диаметра аорты (D), включающий измерение исходных параметров сердца и вычисление по формуле, отличающийся тем, что в качестве исходных параметров определяют ударный объем сердца (V_уд) и пульсовое артериальное давление (Р_р), а вычисление выполняют по формуле